AMFIBIENI: CARACTERISTICI, TIPURI, SISTEME, REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

De amfibieni sunt o clasă de vertebrate care nu au capacitatea de a regla temperatura corpului. Clasa este formată din aproape 6.000 de specii de broaște, broaște, salamandre și caecilieni. Acest ultim grup nu este cunoscut în mod popular și sunt amfibieni asemănătoare cu un șarpe, deoarece și-au degenerat membrele.

Termenul „amfibian” se referă la una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale grupului: cele două moduri de viață ale acestuia. Amfibienii au, în general, un stadiu larvar acvatic și un adult terestru.

Un anuran. Sursa: pixabay.com

Prin urmare, reproducerea sa este încă legată de corpuri de apă. Evenimentul reproducător are ca rezultat un ou care nu are membrane amniotice, deci trebuie depus în iazuri sau în medii umede. Broaștele au fertilizare externă, iar salamandrele - și probabil caecilienii - au fertilizare internă.

Pielea amfibiană este foarte subțire, umedă și glandulară. Unele specii au modificări pentru producerea veninului pentru a se apăra împotriva potențialilor prădători. Deși unele specii au plămâni, în altele au fost pierduți și respirația apare în întregime prin piele.

Găsim amfibieni într-o mare diversitate de ecosisteme, în regiuni tropicale și temperate (cu excepția insulelor oceanice).

Herpetologia este ramura zoologiei însărcinată cu studiul amfibienilor - și, de asemenea, reptilelor. Profesionistul care se dezvoltă profesional în această știință este cunoscut ca un herpetolog.

caracteristici

Caracteristici osoase

Amfibienii sunt animale vertebrate, tetrapode și animale patrupede ancestrale. Scheletul său este compus în principal din os, iar numărul de vertebre este variabil. Unele specii au coaste care pot fi sau nu fuzibile la vertebre.

Craniul salamandrelor și broaștelor este în general deschis și delicat. În schimb, caecilienii prezintă o compactare enormă în craniul lor, transformându-l într-o structură grea și solidă.

Morfologia generală a corpului

Morfologia corpului prezintă trei dispoziții de bază, care corespund ordonării taxonomice a clasei: corpul fuzionat, plonjit, fără gât și limbi anterioare modificate pentru săriturile broaștelor; construcția grațioasă, cu gâtul definit, coada lungă și membre de dimensiuni egale cu salamandrele; și forma alungită, nelimitată a caecilienilor.

Metamorfoză

Ciclul de viață al majorității amfibienilor se caracterizează prin a fi bifazic: o larvă acvatică iese din ou care se transformă într-un individ terestru matur sexual care depune ouă și închide astfel ciclul. Alte specii au eliminat stadiul acvatic.

Piele

Pielea amfibiană este destul de unică. Se caracterizează prin faptul că este foarte fin, umed și cu prezența mai multor glande. La speciile lipsite de plămâni, schimbul de gaze poate avea loc prin piele. Există modificări ale structurilor care eliberează substanțe toxice pentru combaterea prădătorilor.

Pe piele ies în evidență culorile strălucitoare - sau capacitatea de a se camufla. Multe dintre ele sunt destinate să alerteze sau să se ascundă de prădători. De fapt, colorația amfibiană este mai complexă decât pare; Este alcătuit dintr-o serie de celule care stochează pigmenți numiți cromatofori.

Tipuri (clasificare)

Clasa Amfibia este împărțită în trei ordine: Ordin Gymnophiona (Apoda), format din caecilieni; Comanda Urodela (Caudata) denumită în mod obișnuit salamandre și Ordinea Anura (Salientia) formată din broaște, broaște și înrudite. Mai jos vom descrie fiecare dintre caracteristicile fiecărei clase:

Comanda Gymnophiona (Porecla)

Eocaecilia micropodia, un caecilian timpuriu din Jurasicul de Jos, desen în creion. Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com)

Gimnaziile sau caecilienii alcătuiesc un ordin de 173 specii de organisme cu un corp foarte alungit, fără membre și cu moduri de viață subterane.

În mod superficial, seamănă cu un vierme sau cu un șarpe mic. Corpul său este acoperit de mici solzi dermice și sunt anulate. Craniul caecilian este osificat semnificativ. În puținele forme acvatice care există, modelul inelar nu este la fel de marcat.

Majoritatea speciilor se găsesc în pădurile tropicale din America de Sud, îngropate în pământ. Cu toate acestea, au fost raportate și în Africa, India și în unele regiuni din Asia.

La fel ca în majoritatea speciilor cu obiceiuri subterane, ochii sunt foarte mici și la unele specii sunt complet inutili.

Comanda Urodela (Caudata)

Salamandru. Sursa: pixabay.com

Urodelosul este format din aproape 600 de specii de salamandre. Acești amfibieni locuiesc în medii diverse, atât temperate, cât și tropicale. Sunt abundente în America de Nord. Din punct de vedere ecologic, salamandrele sunt foarte diverse; ele pot fi total acvatice, terestre, arborele, subterane, printre alte medii.

Se caracterizează prin faptul că sunt organisme de dimensiuni mici - rareori un specimen depășește 15 cm. Excepție face salamandra uriașă japoneză, care atinge mai mult de 1,5 metri lungime.

Extremitățile formează un unghi drept cu trunchiul corpului cilindric și subțire pe care îl posedă. Partea posterioară și limitele anterioare au aceeași dimensiune. În unele forme acvatice și subterane, membrii au suferit o reducere considerabilă.

Comanda Anura (Salientia)

Pelofilax perezi

Ordinea Anura este cea mai diversă dintre amfibieni, cu aproape 5.300 de specii de broaște și broaște, împărțite în 44 de familii. Spre deosebire de salamandre, anuranii nu au coadă. Doar broaște din genul Ascaphus dețin una. Numele ordinului Anura face aluzie la această caracteristică morfologică.

Numele alternativ al grupului, Salientia, evidențiază adaptările pentru locomoția grupului, prin salturi datorită puternicei picioare posterioare. Corpul lor este plin și le lipsește gâtul.

Este broasca sau broasca?

Uneori, când vedem un anuran, de obicei ne întrebăm dacă eșantionul corespunde unui „broaște” sau „unei broaște”. În general, atunci când vorbim de un ciupercă ne referim la un anuran cu piele piele, negii proeminenți și un corp robust, în timp ce broaște este un animal grațios, viu colorat, izbitor și cu piele glandulară.

Cu toate acestea, această diferențiere este doar populară și nu are valoare taxonomică. Cu alte cuvinte; nu există o gamă taxonomică numită broaște sau broaște.

Sistem digestiv

1-atriul drept, artera 2-ort, 3- ouă, 4- colon, atriul 5-stânga, 6-ventriculul, 7- stomacul, 8-plămânul stâng, 9-splina, 10-intestinul subțire. CloacaFotografie realizată de Jonathan McIntosh

Adaptări ale regiunii cefalice

Limba amfibienilor este proeminentă și le permite să prindă insectele mici care vor fi prada lor. Acest organ are diverse glande care produc secreții lipicioase care încearcă să asigure captura de alimente.

Tadpolele au structuri keratinizate în regiunea orală care le permit să răzuiască materia vegetală pe care o vor consuma. Aranjamentul și numărul acestor structuri bucale au valoare taxonomică.

Adaptările intestinelor

În comparație cu alte animale, tractul digestiv al amfibienilor este destul de scurt. În întregul regn animal, un sistem digestiv format din intestine scurte este tipic unei diete carnivore, deoarece sunt relativ ușor de digerat materialele alimentare.

La larve, sistemul gastrointestinal este mai lung, o caracteristică care favorizează probabil absorbția materiei vegetale, permițând fermentarea.

Cura de slabire

Majoritatea amfibienilor au o dietă carnivoră. În meniul anuran găsim mai multe specii de insecte, păianjeni, viermi, melci, milipede și aproape orice animal suficient de mic pentru ca amfibianul să-l consume fără prea mult efort.

Gimnofioanele se hrănesc cu mici nevertebrate pe care reușesc să le vâneze în medii subterane. Salamandrele au o dietă carnavală.

În schimb, cele mai multe forme larvare ale celor trei ordine sunt erbivore (deși există excepții) și se hrănesc cu materii vegetale și alge care se găsesc în corpurile de apă.

Sistem circulator

Modelul didactic al inimii amfibiene. Wagner Souza e Silva / Muzeul de anatomie veterinară FMVZ USP

Amfibienii au o inimă cu un sinus venos, două atrii, un ventricul și un con arterios.

Circulația este dublă: trece prin inimă, arterele pulmonare și venele furnizează plămânii (la speciile care le posedă), iar sângele oxigenat revine la inimă. Pielea amfibiană este bogată în vase mici de sânge.

1 - branhii interne / punctul în care sângele este reoxigenat. 2 - Punctul în care sângele este epuizat de oxigen. 3 - Inima cu două camere. Roșu - sânge oxigenat. Albastru - sângele epuizat de oxigen. Opellegrini15

Forma larvă prezintă o circulație diferită de cea descrisă pentru formele adulte. Înainte de metamorfoză, circulația este similară cu cea găsită la pești (amintiți-vă că larvele au branhii, iar sistemul circulator trebuie să le includă pe calea sa).

În larve, trei dintre cele patru artere care pornesc de la aorta ventrală merg la branhii, iar cel rămas comunică cu plămânii într-o stare rudimentară sau subdezvoltată.

Sistem nervos

Sistemul nervos este format din creier și măduva spinării. Aceste structuri sunt derivate embriologic din tubul neural. Porțiunea anterioară a acestei structuri se lărgește și formează creierul. Comparativ cu restul vertebratelor, sistemul nervos amfibian este destul de mic, simplu și rudimentar.

În amfibieni există 10 perechi de nervi cranieni. Creierul este alungit (nu o masă rotundă ca la mamifere) și este divizat structural și funcțional într-o regiune anterioară, mijlocie și posterioară.

Creierul este similar în toate cele trei grupuri de amfibieni. Cu toate acestea, este de obicei o structură mai scurtă la broaște și mai alungită la caecilieni și salamandre.

Sistemul respirator

Secțiunea pielii broaștei. A: glanda mucoasă, B: cromofor, C: glanda otravă granulară, D: țesut conjunctiv, E: stratul cornos, F: zona de tranziție, G: epidermă și H: derm. Jon casnic

În amfibieni, există diferite structuri care participă la procesul respirator. Pielea subțire, glandulară și foarte vascularizată joacă un rol important în schimbul de gaze al multor specii, în special a celor lipsiți de plămâni.

Plămânii din amfibieni au un mecanism particular; Spre deosebire de aportul de aer din plămânii altor animale, ventilația are loc prin presiune pozitivă. În acest sistem, aerul este forțat în trahee.

Formele larvare - care sunt acvatice - respiră prin branhii. Aceste organe respiratorii externe realizează extragerea eficientă a oxigenului dizolvat în apă și mediază schimbul cu dioxidul de carbon. Există salamandre care pot avea numai branhii, numai plămâni, ambele structuri sau nici una din ele.

Unele specii de salamandre care își trăiesc întreaga viață a adulților în corpuri de apă au capacitatea de a se sustrage metamorfozei și de a-și păstra branhiile. În biologia evolutivă, fenomenul păstrării unui aspect asemănător copiilor la formele adulte și mature sexuale se numește pedomorfose.

Unul dintre cei mai cunoscuți reprezentanți ai salamandrelor care reușește să păstreze branhiile în starea lor adultă este axolotl sau Ambystoma mexicanum.

vocalizarea

Când ne gândim la broaște și broaște este aproape imposibil să nu facem aluzie la cântecele lor nocturne.

Sistemul de vocalizare la amfibieni are o importanță deosebită în anurani, deoarece melodiile sunt un factor important în recunoașterea perechii și în apărarea teritoriului. Acest sistem este mult mai dezvoltat la bărbați decât la femei.

Corzile vocale sunt situate în laringe. Anuranul este capabil să producă sunet datorită trecerii aerului prin corzile vocale, între plămâni și printr-o pereche de sacuri mari situate pe podeaua gurii. Toate aceste structuri menționate sunt responsabile de orchestrarea producției de sunet și a melodiilor atât de specifice grupului.

Sistemul excretor

Sistemul excretor al amfibienilor este alcătuit din rinichi de tip mezonefric sau opistefric, acesta din urmă fiind cel mai frecvent. Rinichii sunt organe responsabile de îndepărtarea deșeurilor azotate din fluxul sanguin și de menținerea unui echilibru hidric.

În amfibienii moderni, un rinichi holonefric există în stadii embrionare, dar nu devine niciodată funcțional. Principalele deșeuri de azot sunt uree.

Reproducerea și dezvoltarea

Având în vedere incapacitatea lor de a regla temperatura corpului, amfibienii încearcă să se reproducă în perioadele anului când temperatura mediului este ridicată. Deoarece strategiile de reproducere ale celor trei ordine sunt atât de disparate, le vom descrie separat:

Gymnofions

Literatura legată de biologia reproductivă a acestui ordin de amfibieni nu este deosebit de bogată. Fertilizarea este internă, iar bărbații au un organ copulator.

În general, ouăle sunt depuse în locuri umede cu corpuri de apă din apropiere. Unele specii au larvele acvatice tipice ale amfibienilor, în timp ce în altele stadiul larvar apare în interiorul oului.

În anumite specii, părinții prezintă comportamentul adăpostirii ouălor în pliurile corpului. Un număr semnificativ de caecilieni sunt vivipari, fiind un eveniment comun în cadrul grupului. În aceste cazuri, embrionii se hrănesc cu pereții oviductului.

Urodelos

Ouăle majorității salamandrelor sunt fertilizate intern. Indivizii de sex feminin sunt capabili să ia structuri numite spermatofore (un pachet de spermă produs de un bărbat).

Acești spermatofori se depun pe suprafața unei frunze sau a unui trunchi. Speciile acvatice își depun ouăle în ciorchine în apă.

Anuri

Serie de imagini cu mărunțișuri (toad comun - Bufo bufo). Imaginile arată ultimele două săptămâni de dezvoltare larvă care se încheie cu metamorfoză. Bufo_metamorphosis.jpg: Lucrare CLauterderivativă: Cwmhiraeth

În anurani, masculii atrag femele prin cântecele lor melodice (și specifice speciilor). Când cuplul merge să copuleze, se angajează într-un fel de „îmbrățișare” numită amplexus.

Pe măsură ce femela își depune ouăle, masculul descarcă sperma pe acești gameți pentru a-i fertiliza. Singura excepție de la evenimentul de fertilizare extern la anurans sunt organismele din genul Ascaphus.

Ouăle sunt depuse direct în medii umede sau în corpul apei. Se aglomerează în mase cu multiple ouă și se pot ancora la pete de vegetație. Oul fecundat se dezvoltă rapid și apare o mică dungă acvatică când este gata.

Această micuță ură va suferi un eveniment dramatic de schimbare: metamorfoza. Una dintre primele modificări este dezvoltarea membrelor posterioare, coada care le permite să înoate este reabsorbită - la fel ca branhii, intestinul este scurtat, plămânii se dezvoltă și gura are caracteristici pentru adulți.

Perioada de dezvoltare este foarte variabilă în rândul speciilor de amfibieni. Anumite specii sunt capabile să își finalizeze metamorfoza în trei luni, în timp ce altele necesită până la trei ani pentru a finaliza transformarea.

Evoluție și filogenie

Reprezentare artistică a Triadobatrachus massinoti. Pavel.Riha.CB

Reconstituirea evolutivă a acestui grup de tetrapodi a întâmpinat mai multe dificultăți. Cea mai evidentă este discontinuitatea înregistrării fosile. Mai mult, metodele utilizate pentru reconstrucția relațiilor filogenetice sunt în continuă schimbare.

Amfibienii vii sunt descendenți ai primelor tetrapode terestre. Acești strămoși au fost peștele cu aripioarele lobului (Sarcopterygii), un grup foarte special de pești osos.

Acești pești apar la sfârșitul perioadei Devonian, în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani. Grupul a experimentat radiații adaptive atât la corpurile de apă dulce cât și la cele sărate.

Primii tetrapodi au păstrat un sistem de linie laterală în formele lor juvenile, dar absenți la adulți. Același tipar este văzut și în amfibienii moderni.

Amfibienii au fost un grup care a exploatat cu succes o mare diversitate de medii terestre, care sunt legate de corpuri de apă.

Primii tetrapodi

Există o serie de fosile care sunt esențiale pentru evoluția tetrapodelor, inclusiv Elginerpeton, Ventastega, Acanthostega și Ichthyostega. Aceste organisme acum dispărute au fost caracterizate prin faptul că sunt acvatice - o trăsătură care este dedusă din anatomia corpului lor - și prin faptul că au patru membre.

Membrii genului Acanthostega erau organisme care au format membre, dar aceste structuri erau atât de slabe, încât este puțin probabil ca animalele să aibă capacitatea de a ieși liber din apă.

În schimb, genul Ichthyostega a prezentat toate cele patru membre și, conform dovezilor, ar putea rămâne în afara apei - deși cu un mers incomod. O caracteristică izbitoare a ambelor sexe este prezența a mai mult de cinci cifre atât la nivelul membrelor posterioare, cât și la cele anterioare.

La un moment dat în evoluția tetrapodelor, pentadactila a fost o caracteristică care a fost fixată și a rămas constantă în marea majoritate a tetrapodilor.

Relații filogenetice între grupurile actuale

Relațiile dintre cele trei grupări amfibiene actuale rămân controversate. Grupurile tentative modern (amfibienii moderni sunt grupați sub numele de lisanfibios sau Lissamphibia), împreună cu liniile dispărute sunt grupate într-un grup mai mare numit temnospondil (Temnospondyli).

Cele mai multe dovezi moleculare și paleontologice susțin ipoteza filogenetică care grupează anuranii și salamandrele ca grupuri surori, lăsând caecilienii ca un grup mai îndepărtat. Subliniem existența mai multor studii care susțin această relație filogenetică (pentru mai multe informații, a se vedea Zardoya & Meyer, 2001).

În schimb, folosind ARN ribozomal ca marker molecular, a fost obținută o ipoteză alternativă. Aceste noi studii desemnează caecilienii ca grupul de surori pentru salamandri, lăsând broaștele ca un grup îndepărtat.

Starea actuală de conservare

Astăzi, amfibienii sunt expuși la diferiți factori care afectează negativ populațiile. Conform estimărilor recente, numărul de amfibieni care este amenințat cu dispariția este cel puțin o treime din toate speciile cunoscute.

Acest număr depășește cu mult proporțiile speciilor amenințate de păsări și mamifere.

Deși nu a fost posibil să se identifice o singură cauză care este direct legată de scăderea masivă a amfibienilor, oamenii de știință propun că cele mai importante sunt:

Distrugerea habitatului și schimbările climatice

Principalele forțe care amenință amfibienii includ: degradarea și pierderea habitatului și încălzirea globală. Întrucât amfibienii au pielea foarte subțire și sunt atât de dependenți de corpurile de apă, fluctuațiile de temperatură și etapele secetei le afectează considerabil.

Creșterea temperaturii și scăderea bazinelor disponibile pentru depunerea ouălor sunt un factor important în acest fenomen de dispariție locală și o scădere a populației foarte accentuată.

Chytridiomycosis

Răspândirea rapidă a chitridiomicozei bolii infecțioase, cauzată de ciuperca speciei Batrachochytrium dendrobatidis, afectează foarte mult amfibienii.

Ciuperca este atât de dăunătoare, deoarece atacă un aspect foarte important al anatomiei amfibienilor: pielea ei. Ciuperca dăunează acestei structuri, care este esențială pentru termoreglare și pentru acumularea de apă.

Chitridiomicoza a determinat scăderi uriașe ale populațiilor amfibiene din regiunile geografice mari, inclusiv America de Nord, America Centrală, America de Sud și zonele localizate din Australia. Până în prezent, știința nu are un tratament eficient care să permită eliminarea ciupercii speciei.

Introducere de specii exotice

Introducerea speciilor în anumite regiuni a contribuit la declinul populațiilor. De multe ori, introducerea amfibienilor exotici afectează negativ conservarea amfibienilor endemici din zonă.

Referințe

1. Divers, SJ, & Stahl, SJ (Eds.). (2018). Mader's Reptile and Amfibian Medicine and Surgery-E-Book. Științele sănătății Elsevier
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Zoologie generală. EUNED.
5. Vitt, LJ și Caldwell, JP (2013). Herpetologie: o biologie introductivă a amfibienilor și reptilelor. Presă academică.
6. Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). Despre originea și relațiile filogenetice dintre amfibienii vii. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98 (13), 7380-3.